Анатомия смартфона: LPDDR4, UFS, microSD — разбираемся в типах памяти

Если основные названия чипсетов, как правило, на слуху, то на тип памяти мало кто вообще обращает внимание. Вместе с тем, этот важный параметр при выборе, например, игровых гаджетов. Память напрямую влияет на комфорт использования смартфона и его производительность. В статье мы расскажем, какая память бывает в карманных устройствах, и на что обращать внимание при выборе.

В современных смартфонах есть три типа памяти: оперативная, внутренняя и внешняя. Но если характеристики карт памяти вы легко можете узнать при покупке, то типы ОЗУ и ПЗУ производители гаджетов зачастую не указывают. Чаще всего так происходит, когда компания использует медленную память и ей нечем похвастать — это должно стать первым звоночком при выборе устройства.

Оперативная память (RAM/ОЗУ)

С оперативной памятью в смартфонах всё сравнительно просто: во всех современных гаджетах используется технология LPDDR — модификация используемой на обычных ПК технологии DDR. Приставка LP (Low Power) означает низкое энергопотребление, которое достигается, в основном, за счёт снижения рабочего напряжения и пропускной способности.

В современных смартфонах встречается память LPDDR трёх поколений:

• LPDDR3 — пропускная способность до 2133 Мбит/с, частота до 933 МГц, напряжение 1,2 В;
• LPDDR4 — пропускная способность до 3200 Мбит/с, частота до 1600 МГц, напряжение 1,1 В;
• LPDDR4x — пропускная способность до 4266 Мбит/с, частота до 1600 МГц, напряжение 0,6 В.

Стандарт LPDDR3 к настоящему времени уже считается устаревшим, хотя всё ещё используется в бюджетных гаджетах. Память типа LPDDR4 ставится в топовые устройства, а также в смартфоны средней ценовой категории. Существует и более современный тип LPDDR4x с повышенной пропускной способностью и пониженным энергопотреблением. Именно LPDDR4x стоит отдать предпочтение, если вы хотите приобрести флагман.

Современная мобильная оперативка очень быстра, но всё-таки недостаточно для некоторых задач. Например, для съёмки видео на скорости порядка 1000 fps: такой возможностью могут похвастать Sony Xperia XZ, Samsung Galaxy S9 и Huawei P20 Pro. Чтобы съёмка такого видео стала возможной, производителям пришлось пойти на технические ухищрения и встроить DRAM-слой (Dynamic RAM или динамическое ОЗУ) прямо в CMOS-сенсор камеры. Благодаря такому решению, сверхскоростные записи сначала сохраняются в DRAM-слое, и только потом постепенно обрабатываются процессором.

У флагмана Sony объём такой памяти составляет 1 Гбит, а у Samsung — 2 Гбит. Это накладывает ограничения на максимальную длительность сверхскоростной съёмки, которая равна 0,182 секунды у Xperia XZ и 0,2 секунды у Galaxy S9.

Внутренняя память (ROM/ПЗУ)

Наиболее распространённый тип внутренней памяти в современных смартфонах — недорогой eMMC, взросший на базе карт памяти MMC, совместимых, в свою очередь, со стандартом SD. Иными словами, eMMC — это распаянная на материнской плате смартфона карта памяти.

Стандарт eMMC существует в огромном количестве версий, вот наиболее актуальные из них:

• eMMC 4.5 — 2011 год, пропускная способность до 200 МБ/с, скорость записи до 60 МБ/с;
• eMMC 5.0 — 2013 год, пропускная способность до 400 МБ/с, скорость записи до 90 МБ/с;
• eMMC 5.1 — 2015 год, пропускная способность до 600 МБ/с, скорость записи до 125 МБ/с.

В конце прошлого года ожидался анонс версии eMMC 5.2, но этого всё ещё не случилось.

Главным конкурентом eMMC выступает технология UFS, разработанная компанией Samsung. В отличие от технологии eMMC, которая не что иное, как модификация карт памяти, стандарт UFS изначально разрабатывался для создания быстрой внутренней памяти. В результате, UFS имеет не только большую пропускную способность по сравнению с eMMC, но и в два раза более низкое энергопотребление.

К настоящему времени выпущены спецификации трёх мажорных версий стандарта UFS:

• UFS 1.0 — 2011 год, пропускная способность до 300 МБ/с;
• UFS 2.0 — 2013 год, пропускная способность до 1200 МБ/с;
• UFS 3.0 — 2018 год, пропускная способность до 2900 МБ/с.

Говоря о поколениях UFS, стоит отметить ещё два важных момента. Первый — версии стандарта UFS 2.0 и UFS 2.1 немного отличаются между собой техническими деталями, но не скоростными характеристиками. Если же в бенчмарках и будет видна какая-то разница, то связана она может быть только с использованием более совершенных чипов, но не с версией спецификации. Второй — UFS 2.0/2.1 и UFS 3.0 поддерживают двухполосный режим (2-lane или dual lane), который удваивает максимальную пропускную способность интерфейса благодаря использованию двух каналов для чтения и двух каналов для записи информации. Смартфонов с двухполосной памятью UFS 2.1 сейчас выпущено немного, среди них — OnePlus 5, Samsung Galaxy S9 и Xiaomi Mi 6. Именно сверхбыстрая память помогает этим гаджетам вырываться на первые строчки в бенчмарках при сравнении с другими гаджетами на тех же чипсетах, хотя в реальной жизни разница с однополосной памятью едва ли будет заметна.

Спецификация UFS определяет только максимальную пропускную способность памяти, но не фактическую скорость чтения и записи на реальных устройствах. Поэтому, единственный способ узнать эти показатели — практические испытания. Исходя из результатов тестирования Huawei P10, UFS 2.1 может обеспечить фактическую скорость последовательной записи до 150 МБ/с, а последовательного чтения — до 750 МБ/с. У eMMC 5.1 те же показатели составляют всего 100 и 280 МБ/с для записи и чтения соответственно.

Слева направо: UFS 2.1, UFS 2.0, eMMC 5.1

Также стоит помнить, что скорость случайной записи и чтения для обоих типов памяти будет слишком сильно отличаться от последовательных скоростей и зависеть от различных факторов. Поэтому, её принято измерять не в МБ/с, а в количестве операций ввода-вывода в секунду (IOPS). UFS 2.0 имеет фактическую производительность 18000 IOPS при чтении и 7000 IOPS при записи, а eMMC 5.0 — 7000 IOPS при чтении и 3000 IOPS при записи. Отметим, что использование памяти в режиме последовательного чтения/записи характерно для съёмки видео или просмотра фильмов, а в случайном режиме — для повседневного использования гаджета.

eMMC и UFS поделили мобильную память между собой почти везде, за исключением iPhone и iPad. Как всегда, компания Apple пошла своим путём и, начиная с iPhone 6S, использует в своих гаджетах накопители типа NVMe. И протокол NVMe, и шина PCIe, поверх которой он работает, в «яблочных» гаджетах кастомные, поэтому называть накопитель внутри новых iPhone словом SSD не совсем честно. Хотя, такие детали мало кого волнуют, и именно Apple первой приблизилась к внедрению полноценного SSD в карманные гаджеты.

Apple никогда не раскрывает полных спецификаций своих компонентов, поэтому о скорости NVMe SSD внутри iPhone можно судить только по измеренной сторонними программами скорости. А она в iPhone 8 и iPhone X достигает, не много не мало, 1250 МБ/с на чтение и 350 МБ/с на запись. Для сравнения, у Galaxy S8 с памятью UFS 2.1 эти показатели составляют 800 и 200 МБ/с соответственно.

Сравнение скорости последовательного чтения из памяти iPhone 6S с другими смартфонами

Учитывая анонс спецификации UFS 3.0 в начале этого года, Samsung, главный двигатель прогресса в мире Android, едва ли последует примеру Apple и станет внедрять в свои гаджеты SSD. С другой стороны, даже память UFS 2.1 достаточно быстра для любых сценариев использования смартфонов (включая запись Ultra HD видео на скорости 60 fps), а Apple просто обеспечила себе запас производительности памяти на несколько лет вперёд. Так что при выборе Android-смартфона стоит обращать внимание на наличие памяти типа UFS 2.0 или UFS 2.1, а если хотите — можете дождаться устройств с UFS 3.0. Вполне возможно, что одним из первых таких гаджетов станет Galaxy Note 9 или Galaxy S10.

Внешняя память (microSD)

Вместо процветавшего ранее зоопарка форматов карт памяти, вплоть до экзотических микродрайвов для слота CF, на смартфонах уже долгое время безраздельно властвует microSD. О том, как правильно выбрать карту памяти для смартфона, мы написали целую статью, а здесь лишь кратко повторим основные советы.

Скорость карт памяти microSD обычно указывается в двух основных градациях: класса скорости и класса скорости UHS. Класс скорости обозначается на картах памяти числом внутри буквы «С», которое соответствует минимальной скорости последовательной записи данных. Всего существует пять классов скорости с чётными индексами, от Class 2 до Class 10. Последний соответствует скорости записи 10 МБ/с. Класс скорости UHS используется в картах памяти с поддержкой шины UHS, обозначается числом внутри буквы «U». Сейчас стандарт предусматривает два таких класса, U1 с максимальной скоростью записи 10 МБ/с и U3 с максимальной скоростью 30 МБ/с.

Даже если вы планируете записывать видео в разрешении Ultra HD, вам вполне хватит самого распространённого на данный момент типа скорости карты памяти — U1. А вот старые карты с обозначениями Class 6 и Class 8, не говоря уже о более медленных, вставлять в современные смартфоны не стоит: они будут ощутимо замедлять работу гаджета.

Начиная с Android 6.0 Marshmallow в операционной системе появилась возможность объединить внутреннюю и внешнюю память с помощью функции Adoptable Storage. При её включении, карта памяти форматируется и логически становится одним целым с внутренней памятью гаджета.

После активации функции система сама будет решать, где хранить те или иные файлы, включая установленные приложения и фотографии с камеры. Есть у такого решения и минусы: карта памяти окажется «привязана» к конкретному смартфону до следующего форматирования, а аппаратный сброс устройства удалит данные и на ней. Для правильной работы Adoptable Storage карта памяти должна иметь высокий класс скорости (желательно U1). В противном случае смартфон предупредит вас о возможном падении производительности после объединения разделов.

Ряд производителей, включая Samsung и Sony, блокирует эту функцию на своих гаджетах из-за возможных проблем совместимости с фирменным ПО. Вернуть Adoptable Storage можно, как правило, неофициальными способами и окольными путями (с помощью adb или имея root-доступ), но гарантировать правильную работу этой функции не сможет никто.

Заключение

Надеемся, что наша справка поможет вам разобраться в технологиях мобильной памяти. Конечно, при выборе гаджета в ценовой категории 10–20 тысяч рублей придирки будут излишни, но, согласитесь, было бы обидно получить в дорогом флагмане память устаревшего типа. Наиболее современной комбинацией технологий ОЗУ и ПЗУ на данный момент можно считать LPDDR4x и UFS 2.1 соответственно, но LPDDR4 и UFS 2.0 не слишком им уступают и также заслуживают внимания.

Напишите в комментариях, обращаете ли вы внимание на используемые технологии памяти при выборе смартфона, или другие компоненты смартфона имеют для вас большее значение?

Источник: 4pda.ru